Dos meteoritos sacuden Marte y permiten el primer estudio de ondas sísmicas superficiales extraterrestres
Los impactos, registrados a finales de 2021, desencadenaron dos 'martemotos' cuyo análisis arroja luz sobre la llamada 'dicotomía marciana': por qué el planeta parece tener 'dos caras'
Simulación del campo de ondas. La primera observación de las ondas superficiales en Marte revela detalles de la corteza del planeta. Kim et al., (2022) Science.
Aunque lleva el nombre del dios de la guerra, durante los tres últimos lustros –para desesperación de los sismólogos estelares– Marte ha sido bastante pacífico. Estos expertos se contentaban con medir las vibraciones de una suave llovizna de pequeños meteoritos y cientos de pequeños martemotos, generalmente de magnitud 4, procedentes de las capas interiores del planeta. Como quien intenta inspeccionar una habitación a oscuras a la luz de una cerilla, los investigadores solo contaban con los escasos datos ofrecidos desde 2019 por un único sismógrafo, el de la sonda InSight, de la NASA. Pero la paz marciana se acabó a finales de 2021 de golpe. Bueno, de dos golpes. Dos grandes meteoritos impactaron en la corteza y permitieron al fin detectar ondas sísmicas superficiales. Es la primera vez que se observan en un planeta que no sea la Tierra. Los resultados de esos dos grandes martemotos son expuestos en dos artículos en el nuevo número de la revista Science, publicado este jueves.
“Hasta ahora, nuestro conocimiento de la corteza marciana se basaba en una única medición puntual del módulo InSight”, explica en una nota de prensa Doyeon Kim, científico de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, en Suiza. El análisis de las ondas superficiales provocadas por los meteoritos ofrecen pistas importantes que permiten cartografiar las estructuras de la corteza y del manto superior. Es como si dos potentes focos iluminasen esa habitación hasta ahora alumbrada solo por una cerilla.
Marte, por dentro
Los nuevos datos confirman que Marte tiene una estructura de capas similar a la de la Tierra, con un núcleo de unos 1.830 kilómetros de radio (la mitad que el de la Tierra), un manto con un espesor de unos 1.500 kilómetros y una corteza de entre 20 y 70 kilómetros de grosor (la terrestre tiene unos 33 kilómetros). Esa corteza es resultado de procesos dinámicos en el manto y posteriores procesos magmáticos. El estudio de estas capas, indican los expertos, arroja luz sobre las condiciones del planeta hace miles de millones de años. En Marte, sin embargo, no existen placas tectónicas, así que los procesos sísmicos no son como los de la Tierra.
Existen dos tipos de ondas sísmicas, internas o de cuerpo –las que surgen del interior del planeta– y superficiales –las que se originan en la corteza–. El barrido de esos dos tipos de ondas permite cruzar sus datos y escanear tridimensionalmente el interior del planeta. Cuanto más intensas y prolongadas son las ondas, a más profundidad pueden asomarse los sismólogos estelares.
La fuerza generada por el impacto de los meteoritos en 2021 fue relativamente débil y las ondas que provocaron duraron entre 8 y 15 segundos, por lo que Kim y sus colegas pudieron cartografiar hasta una profundidad de unos 30 kilómetros. La velocidad de propagación de esas ondas no fue uniforme, lo que revela cambios en la densidad de la corteza.
Es importante conocer la composición del núcleo marciano para saber si en el pasado allí también hubo un escudo protector que pudo hacer el planeta habitable
“El modelo sísmico presentado ofrece una manera más sofisticada de entender las estructuras de la corteza de Marte; unas estructuras que deberán ser tenidas en cuenta en futuros análisis topográficos y gravitacionales”, señalan en un comentario al artículo los sismólogos independientes Yingjie Yang y Xiaofei Chen.
La misteriosa 'dicotomía marciana'
Marte tiene algo así como dos caras y la nueva investigación también podría ayudar a resolver lo que es, desde hace siglos, un misterio: el gran contraste entre le hemisferio sur y el norte. El sur es una meseta cubierta de cráteres de meteoritos; el norte lo constituyen tierras bajas volcánicas y planas que pueden haber estado cubiertas por océanos en la historia temprana del planeta. Esta división entre las tierras altas del sur y las tierras bajas del norte es lo que se conoce como dicotomía de Marte, indican los expertos.
“Todavía no tenemos una explicación generalmente aceptada para la dicotomía porque nunca hemos podido ver la estructura profunda del planeta. Pero ahora estamos empezando a descubrirlo”, dice Domenico Giardini, profesor de sismología y geodinámica de la Politécnica de Zúrich. Los primeros resultados parecen desmentir una de las teorías más extendidas sobre la dicotomía de Marte: la corteza del norte y del sur probablemente no esté compuesta por materiales diferentes, como a menudo se ha dado por supuesto, y su estructura puede ser sorprendentemente similar a gran profundidad.
El porqué Marte tiene estas dos caras es un tema todavía sujeto a debate, apuntan Yang y Chen. Hay quien cree que en el hemisferio sur hubo violentos impactos que explican lo accidentado del terreno; mientras que otros sostienen procesos internos en el manto para explicar esas características. “Una comprensión más granular de las estructuras de la corteza profunda y del manto superior ayudaría a discernir las hipótesis que compiten de la evolución geodinámica de Marte”, añaden.
Los expertos afirman que en principio el único sismógrafo sobre Marte dejará de funcionar en diciembre. El polvo marciano acumulado en sus paneles solares lo privará de energía. Sin embargo, todavía quedan muchos datos por analizar y, además, dos futuras misiones (la europea ExoMars, en dificultades por la guerra en Ucrania) y la china Tianwen deberían llevar a nuestro vecino sismógrafos más avanzados.
La dinamo marciana 'se apagó'
Impresión artística de Venus, la Tierra y Marte interactuando con el viento solar. ESA
La Tierra cuenta a su alrededor con un campo magnético que la protege del llamado viento solar. Ese campo magnético terrestre, conocido como magnetosfera, funciona como un auténtico escudo y evita que el chorro solar de protones, electrones y otras partículas choque contra la superficie terrestre, lo que acabaría con la vida. La magnetosfera existe porque nuestro planeta funciona como una dinamo (el aparato que transforma la energía mecánica en energía eléctrica).
Ese proceso se origina precisamente en el núcleo terrestre, que tiene dos capas: una externa –líquida– que se mueve alrededor de una interna –sólida y rica en hierro–. Ese movimiento genera un diferencial de energía que, por inducción, produce el campo magnético que nos protege.
Si la Tierra es una geodinamo gigante, Marte también lo fue, creen los expertos. Por eso es tan importante conocer la composición del núcleo marciano: para saber si en el pasado allí también hubo un escudo protector que pudo hacer el planeta habitable. La composición, dimensión y proporciones de núcleo sugieren que la geodinamo marciana no generó una magnetosfera tan duradera y tan gravitacionalmente fuerte como la terrestre.